Question

甲醇是一種燃料，也可以作為燃料電池的原料．
（1）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6KJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566.0KJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H₃=-44.0KJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol

；
（2）甲醇直接燃燒會(huì)產(chǎn)生一定的污染，某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如圖1所示的電池裝置，則電池正極的電極反應(yīng)式：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

，該電池工作時(shí)，溶液中的OH^-向

負(fù)

極移動(dòng)，該電池工作一段時(shí)間后，測得溶液的pH減小，則該電池總反應(yīng)的離子方程式為

2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O

；
（3）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，用如圖2所示的電化學(xué)法可消除這種污染，原理是：通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化劑再把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化．則用該裝置凈化含10mol甲醇的水，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

60N_A

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱并書寫熱化學(xué)方程式；
（2）堿性甲醇燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，該電池工作時(shí)，溶液中的OH^-向負(fù)極移動(dòng)，以此書寫總反應(yīng)式；
（3）根據(jù)化合價(jià)的變化計(jì)算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目．

解答：解：（1）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
利用蓋斯定律將

①-②

2

+③可得：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（2）堿性甲醇燃料電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，該電池工作時(shí)，溶液中的OH^-向負(fù)極移動(dòng)，則總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)；2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
（3）甲醇氧化成CO₂，C元素的化合價(jià)升高+6價(jià)，則10mol甲醇失去60mol電子，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為60N_A，故答案為：60N_A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及反應(yīng)熱、電化學(xué)等問題，題目難度較大，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)解答方法的積累．